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JP4639641B2 - Sealed alkaline storage battery - Google Patents
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Description

この発明は、密閉型のアルカリ蓄電池に関する。   The present invention relates to a sealed alkaline storage battery.

ニッケル−水素二次電池は、正極にニッケル−カドミウム二次電池と同じニッケル酸化物を用い、負極にはカドミウムの代わりに、水素を電化学的に吸蔵・放出することが可能な水素吸蔵合金を用いたアルカリ蓄電池である。   The nickel-hydrogen secondary battery uses the same nickel oxide as the nickel-cadmium secondary battery for the positive electrode, and a hydrogen storage alloy capable of electrochemically storing and releasing hydrogen instead of cadmium for the negative electrode. It is the alkaline storage battery used.

ニッケル−水素二次電池は、ニッケル−カドミウム二次電池と比較して約1.5〜2倍のエネルギ密度を持ち、作動電圧が平坦、充放電サイクル寿命が長い、使用温度範囲が広い、安全性に優れるなどの特徴を備えており、近年ハイブリッド電気自動車の二次電池としても用いられている。   Nickel-hydrogen secondary batteries have energy density approximately 1.5 to 2 times that of nickel-cadmium secondary batteries, flat operating voltage, long charge / discharge cycle life, wide operating temperature range, and safety In recent years, it has been used as a secondary battery for hybrid electric vehicles.

図8は、ニッケル−水素二次電池の充電について説明するための図である。   FIG. 8 is a diagram for explaining charging of the nickel-hydrogen secondary battery.

図8を参照して、ニッケル−水素二次電池100は、正極104と、負極106と、アルカリ電解液中において正極と負極とを分離するセパレータ108とを含む。正極104はニッケル酸化物であり、負極106は水素吸蔵合金である。ニッケル−水素二次電池100に充電器102を接続し充電を行なうと、正極においては次式(1)で表わされる充電反応が起こる。
Ni(OH)2+OH-→NiOOH+H2O+e- … (1)
また負極においては次式(2)で表わされる充電反応が起こる。
M+H2O+e-→MH+OH- … (2)
セパレータ108中を水やOH-イオンは透過するので、電池全体の充電反応は次式(3)で表わされる。
M+Ni(OH)2→MH+NiOOH … (3)
なお、図8においては充電作用について説明したが、放電時は充電反応の逆の放電反応が起こる。
Referring to FIG. 8, nickel-hydrogen secondary battery 100 includes a positive electrode 104, a negative electrode 106, and a separator 108 that separates the positive electrode and the negative electrode in an alkaline electrolyte. The positive electrode 104 is nickel oxide, and the negative electrode 106 is a hydrogen storage alloy. When charging is performed by connecting the charger 102 to the nickel-hydrogen secondary battery 100, a charging reaction represented by the following formula (1) occurs at the positive electrode.
Ni (OH) 2 + OH → NiOOH + H 2 O + e (1)
In the negative electrode, a charging reaction represented by the following formula (2) occurs.
M + H 2 O + e → MH + OH (2)
Since water and OH - ions permeate through the separator 108, the charging reaction of the entire battery is expressed by the following equation (3).
M + Ni (OH) 2 → MH + NiOOH (3)
Although the charging operation has been described with reference to FIG. 8, a discharging reaction opposite to the charging reaction occurs during discharging.

ところで、ニッケル−水素二次電池は、原理的に過充電、過放電に対する保護機能を有しており、密閉化が極めて容易である。   By the way, the nickel-hydrogen secondary battery has a protection function against overcharge and overdischarge in principle, and is very easy to seal.

具体的には、ニッケル−カドミウム二次電池の場合と同様に、ニッケル−水素二次電池は、正極に比べて容量が50%程度大きい負極を使用するいわゆる正極規制方式を採用する。過充電時や過放電時に正極のみでガス発生が起こるようにし、この発生したガスを負極上で消費する。   Specifically, as in the case of the nickel-cadmium secondary battery, the nickel-hydrogen secondary battery adopts a so-called positive electrode regulation method using a negative electrode having a capacity that is about 50% larger than that of the positive electrode. Gas generation occurs only at the positive electrode during overcharge or overdischarge, and the generated gas is consumed on the negative electrode.

図9は、ニッケル−水素二次電池の正極規制方式を説明するための図である。   FIG. 9 is a diagram for explaining a positive electrode regulating method of a nickel-hydrogen secondary battery.

図9を参照して、正極と負極の棒の長さは各電極の容量を示している。正極より負極が長いのは正極に比べて負極の容量が50%くらい大きいことに対応する。ハッチング部分は図8のハッチング部分に対応し、正極のハッチング部分は充電作用により正極がNiOOHとなっている割合を示す。また負極におけるハッチング部分は充電作用により負極がMHになっている割合を示す。   Referring to FIG. 9, the lengths of the positive and negative electrode bars indicate the capacity of each electrode. The fact that the negative electrode is longer than the positive electrode corresponds to the capacity of the negative electrode being about 50% larger than that of the positive electrode. The hatched portion corresponds to the hatched portion in FIG. 8, and the hatched portion of the positive electrode indicates the ratio of the positive electrode being NiOOH due to the charging action. Moreover, the hatching part in a negative electrode shows the ratio by which the negative electrode is set to MH by charging action.

図9(b)に示す中間状態から充電を進めると図9(a)に示すように正極ではこれ以上充電反応が進まない状態となるが、負極には過充電時に水素が発生しないように余分に充電可能な未充電部分(充電リザーブ)が設けられている。   When charging is advanced from the intermediate state shown in FIG. 9B, the positive electrode is in a state where the charging reaction does not proceed any more as shown in FIG. 9A, but the negative electrode is extraneous so that hydrogen is not generated during overcharging. An uncharged portion (charging reserve) that can be charged is provided.

次に図9(b)の中間状態から電池の放電が進むと図9(c)に示すように正極ではこれ以上正常な放電反応が起こらないような状態となるが負極には過放電時に酸素が発生しないように余分に放電可能な充電部分(放電リザーブ)を設けてある。   Next, when the discharge of the battery proceeds from the intermediate state of FIG. 9B, as shown in FIG. 9C, the positive electrode is in a state where no more normal discharge reaction occurs, but the negative electrode has oxygen during overdischarge. A charging portion (discharge reserve) that can be discharged excessively is provided so as not to occur.

ここで、正極規制方式による過充電時の保護機能について説明する。図9(a)の満充電状態よりもさらに充電が行なわれてしまった過充電時について考える。正極では次の式(4)で表わされる反応により酸素が発生する。
OH-→1/4O2+1/2H2O+e- … (4)
正極で発生した酸素はセパレータを透過して負極に到達し、そこで次の式(5)で示される金属水素化物との反応によって消費される。
MH+1/4O2→M+1/2H2O … (5)
なお、式(5)で減少したMH分は、次の式(6)で示される負極の充電反応により補償される。
M+H2O+e-→MH+OH- … (6)
結局、過充電時の負極の反応は次の式(7)で表わされる。
1/4O2+1/2H2O+e-→OH- … (7)
つまり正極の反応は上述の式(4)で表わされ負極の反応は式(7)で表わされ、正極で発生した酸素は負極で消費されるので、電池全体では見かけ上何の反応も起こっていないことになる。これにより過充電時における酸素による電池内圧の上昇はほとんどない。
Here, the protection function at the time of overcharge by a positive electrode control system is demonstrated. Consider an overcharge state in which charging has been performed further than in the fully charged state of FIG. In the positive electrode, oxygen is generated by the reaction represented by the following formula (4).
OH → 1/4 O 2 + 1 / 2H 2 O + e (4)
Oxygen generated at the positive electrode permeates the separator and reaches the negative electrode, where it is consumed by reaction with the metal hydride represented by the following formula (5).
MH + 1 / 4O 2 → M + 1 / 2H 2 O (5)
Note that the MH content decreased in the equation (5) is compensated by the negative electrode charging reaction represented by the following equation (6).
M + H 2 O + e → MH + OH (6)
Eventually, the reaction of the negative electrode during overcharge is expressed by the following equation (7).
1/4 O 2 + 1 / 2H 2 O + e → OH (7)
That is, the reaction of the positive electrode is represented by the above formula (4), the reaction of the negative electrode is represented by the formula (7), and oxygen generated at the positive electrode is consumed at the negative electrode. It will not happen. As a result, there is almost no increase in the battery internal pressure due to oxygen during overcharge.

また過放電時には、正極では水素が発生するが、この水素がセパレータを透過して負極に到達し負極で消費され電池全体では見かけ上何の反応も起こっていないことになる。   Further, during overdischarge, hydrogen is generated at the positive electrode, but this hydrogen passes through the separator and reaches the negative electrode and is consumed at the negative electrode, so that no apparent reaction occurs in the entire battery.

このようにニッケル−水素二次電池は過充電時や過放電時に発生するガスが負極で消費されるように適切な充電リザーブおよび放電リザーブを負極に設けている。   Thus, the nickel-hydrogen secondary battery is provided with an appropriate charge reserve and discharge reserve on the negative electrode so that gas generated at the time of overcharge or overdischarge is consumed at the negative electrode.

このようにニッケル−水素二次電池は、ガス発生による内圧上昇が起こりにくい電池ではあるが、安全のために、異常時に電池内圧力が上昇した場合に作動する圧力安全弁を有する構成が一般的である。   As described above, the nickel-hydrogen secondary battery is a battery in which an increase in internal pressure due to gas generation is unlikely to occur. is there.

特開平8−212994号公報(特許文献1)には、電池内において急激な圧力上昇が生じた場合にもガスを電池外に放出し破裂を防止するためにゴム製の安全弁を備えたアルカリ蓄電池が開示されている。このアルカリ蓄電池は、さらに確実を期すために、ゴム製安全弁のまわりにリング状弾性弁体からなる第2の安全弁を備える。
特開平8−212994号公報 特公平7−15812号公報 特開2000−340254号公報 特開2001−15391号公報 特開2003−77527号公報 特開2004−31167号公報
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-212994 (Patent Document 1) discloses an alkaline storage battery having a safety valve made of rubber in order to release gas to the outside of the battery and prevent bursting even when a sudden pressure rise occurs in the battery. Is disclosed. This alkaline storage battery is provided with a second safety valve formed of a ring-shaped elastic valve body around a rubber safety valve for further certainty.
JP-A-8-212994 Japanese Patent Publication No. 7-15812 JP 2000-340254 A JP 2001-15391 A JP 2003-77527 A JP 2004-31167 A

密閉型アルカリ蓄電池の電槽は金属製のものと樹脂製のものとがある。   The battery case of the sealed alkaline storage battery is made of metal or resin.

樹脂製の電槽は加工が容易で軽いが、水素ガスなどが電槽を透過しやすいという問題がある。特に、水素吸蔵合金を用いるニッケル−水素二次電池では、水素が電槽を透過することによって電槽内の水素が減少すると、図9で説明した放電リザーブ量と充電リザーブ量が設定された正極と負極との容量バランスが崩れ、特性が大きく低下してしまう原因となる。   Although the resin battery case is easy and light to process, there is a problem that hydrogen gas and the like easily pass through the battery case. In particular, in a nickel-hydrogen secondary battery using a hydrogen storage alloy, if the hydrogen in the battery case decreases as hydrogen passes through the battery case, the discharge reserve amount and the charge reserve amount described in FIG. 9 are set. As a result, the capacity balance between the negative electrode and the negative electrode is lost, and the characteristics are greatly deteriorated.

すなわち、電槽内から外部に水素が放出されると、電槽内部の水素分圧が低くなるため、水素吸蔵合金から水素が放出されて放電リザーブ量が減少すると考えられる。放電リザーブ量が低下して0になると、電池の特性は大きく低下してしまう。   That is, it is considered that when hydrogen is released from the inside of the battery case, the hydrogen partial pressure inside the battery case is lowered, so that hydrogen is released from the hydrogen storage alloy and the discharge reserve amount is reduced. When the discharge reserve amount is reduced to zero, the battery characteristics are greatly deteriorated.

一方、金属製の電槽を用いれば水素の透過はほとんどないので負極の放電リザーブ量が減少してしまう問題は生じない。   On the other hand, if a metal battery case is used, since there is almost no permeation of hydrogen, there is no problem that the discharge reserve amount of the negative electrode is reduced.

しかしながら、ハイブリッド自動車用の二次電池は極めて長い寿命が要求される。水素−ニッケル二次電池を長く使っているうちに、負極の水素吸蔵合金の酸化が生じてくる。この酸化は電解液中のH2Oを用いて行なわれる。すると酸化に伴い負極で水素H2が発生する。そしてこの発生した水素は負極の水素吸蔵合金に吸蔵され、放電リザーブと充電リザーブのバランスが崩れる原因となる。 However, secondary batteries for hybrid vehicles are required to have a very long life. While the hydrogen-nickel secondary battery is used for a long time, oxidation of the hydrogen storage alloy of the negative electrode occurs. This oxidation is performed using H 2 O in the electrolytic solution. Then, hydrogen H 2 is generated at the negative electrode along with the oxidation. The generated hydrogen is stored in the hydrogen storage alloy of the negative electrode, which causes the balance between the discharge reserve and the charge reserve to be lost.

図10は、負極に水素が吸蔵されて放電リザーブと充電リザーブのバランスが崩れた状態を示した模式図である。   FIG. 10 is a schematic diagram showing a state where hydrogen is occluded in the negative electrode and the balance between the discharge reserve and the charge reserve is lost.

図10を参照して、(b)の中間状態においては、図9の(b)の中間状態と比較すると、負極の酸化反応により発生した水素が負極に吸蔵されて負極の充電状態すなわち水素吸蔵状態が多くなっている。   Referring to FIG. 10, in the intermediate state of (b), as compared with the intermediate state of FIG. 9 (b), hydrogen generated by the oxidation reaction of the negative electrode is occluded in the negative electrode, and the charged state of the negative electrode, that is, hydrogen occlusion. The state is increasing.

このように正極と負極の充電状態のバランスが崩れると、(a)の満充電時には、図9の場合と比べて充電リザーブが減少しており、(c)の放電時には負極の放電リザーブが図9と比べて増加した状態となる。   Thus, when the balance between the charged state of the positive electrode and the negative electrode is lost, the charge reserve is reduced at the time of full charge of (a) compared to the case of FIG. It becomes the state increased compared to 9.

ハイブリッド自動車における二次電池の充電状態の把握は、正極の充電状態をコンピュータでモニタして行なう場合が多い。このため、図10(a)の満充電時においても正極の充電状態が不十分であると判断される。   In many cases, the state of charge of the secondary battery in a hybrid vehicle is monitored by monitoring the state of charge of the positive electrode with a computer. For this reason, it is determined that the charged state of the positive electrode is insufficient even at the time of full charge in FIG.

このとき負極における充電リザーブが減少しているのに気がつかないと過充電が起こり、負極において水素ガスが発生する。水素ガスが発生して圧力が上昇すると、安全弁が作動して内部の電解液が減少し、その結果として電池寿命が短くなってしまうという問題が生ずる。   At this time, if the charge reserve at the negative electrode is reduced, if not noticed, overcharge occurs, and hydrogen gas is generated at the negative electrode. When hydrogen gas is generated and the pressure is increased, the safety valve is actuated to reduce the internal electrolyte, resulting in a problem that the battery life is shortened.

この発明の目的は、電池寿命が長い密閉型アルカリ蓄電池を提供することである。   An object of the present invention is to provide a sealed alkaline storage battery having a long battery life.

この発明は、要約すると、密閉型アルカリ蓄電池であって、正極と、負極と、正極および負極を収容する容器とを備える。容器は、互いに水素透過率の異なる第1、第2の材質をそれぞれ用いた第1、第2の部分を含む。容器内部から外部に放出される水素の透過量が所定値に調整されている。   In summary, this invention is a sealed alkaline storage battery, and includes a positive electrode, a negative electrode, and a container that accommodates the positive electrode and the negative electrode. The container includes first and second parts using first and second materials having different hydrogen permeability. The permeation amount of hydrogen released from the inside of the container to the outside is adjusted to a predetermined value.

好ましくは、第1の部分は、金属製のケースであり、第2の部分は、水素透過性素材を用いた安全弁の弁体である。   Preferably, the first part is a metal case, and the second part is a valve body of a safety valve using a hydrogen permeable material.

より好ましくは、弁体は、水素透過性を有するゴム製である。   More preferably, the valve body is made of rubber having hydrogen permeability.

より好ましくは、弁体は、少なくとも一部の厚みを他の部分よりも薄くした形状を有する。   More preferably, the valve body has a shape in which at least a part of the thickness is thinner than the other part.

より好ましくは、弁体は、表面積が増えるように表面に凹凸が設けられる。   More preferably, the valve body is provided with irregularities on the surface so as to increase the surface area.

好ましくは、密閉型アルカリ蓄電池は、ニッケル−水素二次電池である。   Preferably, the sealed alkaline storage battery is a nickel-hydrogen secondary battery.

本発明によれば、簡単な構成で、適量の水素が放出可能となり、既存の電池パック形状をそのまま活用しつつ長寿命の密閉型アルカリ蓄電池を実現できる。   According to the present invention, an appropriate amount of hydrogen can be released with a simple configuration, and a long-life sealed alkaline storage battery can be realized while utilizing the existing battery pack shape as it is.

図1は、本発明の密閉型アルカリ蓄電池1の外観を示した図である。   FIG. 1 is a view showing the appearance of a sealed alkaline storage battery 1 of the present invention.

図1を参照して、密閉型アルカリ蓄電池1は、電槽である金属製ケース2と、金属製ケース2の上部に設けられた安全弁4とを含む。   Referring to FIG. 1, sealed alkaline storage battery 1 includes a metal case 2 that is a battery case, and a safety valve 4 provided on the top of metal case 2.

金属製ケース2の内部には、図8で説明したような正極104、負極106およびセパレータ108が収容されている。ニッケル−水素二次電池の場合であれば、各部材は、一般的なものを用いることができる。たとえば正極104は発泡ニッケルとその発泡ニッケルに充填された合剤とを含む正極板を用いることができる。合剤は水酸化ニッケルを主成分とする活物質と、価数が3価未満のコバルトとを含む。価数が3価未満のコバルトとしては、金属コバルトや、Co(OH)2中のコバルトが挙げられる。 The metal case 2 contains the positive electrode 104, the negative electrode 106, and the separator 108 as described with reference to FIG. In the case of a nickel-hydrogen secondary battery, general members can be used as the members. For example, the positive electrode 104 can be a positive electrode plate including foamed nickel and a mixture filled in the foamed nickel. The mixture contains an active material mainly composed of nickel hydroxide and cobalt having a valence of less than three. Examples of cobalt having a valence of less than 3 include cobalt metal and cobalt in Co (OH) 2 .

負極106としては、たとえば、アルミニウム、コバルトおよびマンガンを含む水素吸蔵合金を用いることができる。   As the negative electrode 106, for example, a hydrogen storage alloy containing aluminum, cobalt, and manganese can be used.

セパレータ108には、たとえば、スルホン化されたポリプロピレンセパレータを用いることができる。また電解液には、水酸化カリウムを主な溶質とするアルカリ水溶液を用いることができる。   As the separator 108, for example, a sulfonated polypropylene separator can be used. An alkaline aqueous solution containing potassium hydroxide as a main solute can be used as the electrolytic solution.

図2は、図1に示した密閉型アルカリ蓄電池の容器の断面図である。   2 is a cross-sectional view of the sealed alkaline storage battery container shown in FIG.

図2を参照して、金属製ケース2の上部に安全弁4が設けられている。安全弁4は水素透過性の大きいゴム材で作られた弁体8と弁体8を抑える支持部材6とを含む。支持部材6の上部中央には孔が設けられており、金属製ケース2の上部にも孔が設けられている。2つの孔は弁体8に押付けられている。   Referring to FIG. 2, a safety valve 4 is provided on the upper part of the metal case 2. The safety valve 4 includes a valve body 8 made of a rubber material having a high hydrogen permeability and a support member 6 for holding the valve body 8. A hole is provided in the upper center of the support member 6, and a hole is also provided in the upper part of the metal case 2. The two holes are pressed against the valve body 8.

金属ケース2内の圧力が異常に上昇すると安全のため弁体8が変形し、弁体8と金属ケース2との間に生じた隙間および弁体8と支持部材6との間に生じたの隙間から内部のガスや水分が放出される。   If the pressure in the metal case 2 rises abnormally, the valve body 8 is deformed for safety, and a gap formed between the valve body 8 and the metal case 2 and between the valve body 8 and the support member 6 are generated. Internal gas and moisture are released from the gap.

また、弁体8は水素透過性の大きいゴム材で作られているので、内部の圧力が弁体8が変形しない程度であれば、弁体8に押付けられている金属ケース2の孔部分を電極の酸化によって発生した分の水素ガスが透過する。   Further, since the valve body 8 is made of a rubber material having a high hydrogen permeability, if the internal pressure is such that the valve body 8 is not deformed, the hole portion of the metal case 2 pressed against the valve body 8 is formed. Hydrogen gas generated by the oxidation of the electrode permeates.

この弁体8の材料としては、たとえば、比較的水素透過率の大きいゴム材であるEPDM(ethylene‐propylene terpolymer:エチレン‐プロピレン三量体)ゴムやシリコンゴムなどを用いることができる。   As the material of the valve body 8, for example, EPDM (ethylene-propylene terpolymer) rubber or silicon rubber which is a rubber material having a relatively high hydrogen permeability can be used.

金属ケースは冷却性が向上し、また水素が抜けにくいという特徴を持つ。短期的には水素が抜けにくいことは樹脂製のケースよりも望ましいが、しかし水素があまり抜けないと長年の使用によって電極の酸化によって生ずる水素も抜けないので少しずつ負極の放電リザーブが増加する一方充電リザーブは減少してしまう。   The metal case is characterized by improved cooling and less hydrogen removal. In the short term, it is preferable that hydrogen does not escape more easily than the resin case. However, if hydrogen does not escape much, hydrogen generated by oxidation of the electrode will not escape due to long-term use. Charging reserve is reduced.

本発明では、弁体8に水素透過性のあるゴム材を採用することにより、弁体から積極的に水素ガスを逃がしてやることが特徴である。ただし樹脂製のケースを用いた場合ほど水素透過を起こさせると今度は充電リザーブが増加して放電リザーブが減少し、やはりバランスが崩れるので弁体から透過させる水素ガスの量を適切に設定することが必要である。   The present invention is characterized in that hydrogen gas is actively released from the valve body by employing a rubber material having hydrogen permeability for the valve body 8. However, if hydrogen permeation is caused as much as using a resin case, the charge reserve will increase and the discharge reserve will decrease, and the balance will be lost, so the amount of hydrogen gas permeated from the valve body must be set appropriately. is required.

つまり、水素ガスを透過させる量は、負極の表面積や電解液の量などを考慮した上で負極の電極の酸化によって生ずる水素ガスの量に対応して定められる。   That is, the amount of hydrogen gas that permeates is determined according to the amount of hydrogen gas generated by oxidation of the negative electrode taking into account the surface area of the negative electrode, the amount of the electrolyte, and the like.

図3は、図2の安全弁4付近の拡大図である。   FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the safety valve 4 of FIG.

図3を参照して、金属ケース2の開口部の弁体8に接している部分の表面積Aを適切な値に設定し、また弁体8の厚みDを適切な値にチューニングする。積極的にゴムの弁体部分の水素透過量を増やすには表面積Aを増加させゴムの厚さDを薄くする。   Referring to FIG. 3, the surface area A of the opening of the metal case 2 that is in contact with the valve body 8 is set to an appropriate value, and the thickness D of the valve body 8 is tuned to an appropriate value. In order to positively increase the hydrogen permeation amount of the valve body portion of the rubber, the surface area A is increased and the rubber thickness D is decreased.

図4は、安全弁の弁体の第1の変形例を示した図である。   FIG. 4 is a view showing a first modification of the valve body of the safety valve.

図4を参照して、安全弁の弁体8Aは、少なくとも一部分の厚みを他の部分よりも薄くした形状を有する。具体的には金属ケース2の開口部に接する部分の中央を窪ませて薄くしている。これにより水素透過量を増加させることができる。   Referring to FIG. 4, the valve body 8 </ b> A of the safety valve has a shape in which at least a part is thinner than the other part. Specifically, the center of the portion in contact with the opening of the metal case 2 is recessed and thinned. Thereby, the hydrogen permeation amount can be increased.

図5は、安全弁の弁体の第2の変形例を説明するための図である。   FIG. 5 is a view for explaining a second modification of the valve body of the safety valve.

図6は、図5におけるVI−VI断面を示した図である。   6 is a view showing a VI-VI cross section in FIG.

図5、図6を参照して、図4に示した弁体8Aの表面を細かい凹凸を設けて表面積を増やすようにしている。これにより弁体8Bは、弁体8や弁体8Aよりも水素透過量がさらに増加する。   5 and 6, the surface of the valve body 8A shown in FIG. 4 is provided with fine irregularities so as to increase the surface area. Thereby, the valve body 8B further increases the hydrogen permeation amount compared to the valve body 8 and the valve body 8A.

図7は、本発明の密閉型アルカリ蓄電池の負極放電リザーブ量の変化を説明するための図である。   FIG. 7 is a diagram for explaining a change in the negative electrode discharge reserve of the sealed alkaline storage battery of the present invention.

図7を参照して、樹脂ケースの場合では負極の放電リザーブ量は経年変化により水素ガスが樹脂ケースを透過して外部に漏れることにより水素吸蔵合金が水素を放出してしまうので年々減少し負極の放電リザーブ量が0となってしまう。   Referring to FIG. 7, in the case of the resin case, the discharge reserve amount of the negative electrode decreases year by year because the hydrogen storage alloy releases hydrogen when hydrogen gas permeates the resin case and leaks to the outside due to aging. The discharge reserve amount becomes zero.

一方、金属ケースを採用しかつ通常の安全弁のように水素透過を考慮しない安全弁構造を有していれば、経年による負極電極の酸化反応により発生する水素によって負極の放電リザーブ量が増加し、充電リザーブ量は減少してしまう。   On the other hand, if a metal case is used and a safety valve structure that does not consider hydrogen permeation like a normal safety valve has occurred, the discharge reserve amount of the negative electrode increases due to hydrogen generated by the oxidation reaction of the negative electrode over time, and charging The reserve amount will decrease.

これらに対し本発明の電池では、水素透過量を適切に調整することにより負極の放電リザーブ量をほぼ一定に維持することができる。そして、過充電や過放電時の内圧の変化が生じにくい。このため、安全弁が作動し内部の電解液が失われるようなことが発生しにくくなるので、電池の寿命を延ばすことができる。   On the other hand, in the battery of the present invention, the discharge reserve amount of the negative electrode can be kept substantially constant by appropriately adjusting the hydrogen permeation amount. And the change of the internal pressure at the time of overcharge or overdischarge hardly occurs. For this reason, since it becomes difficult to generate | occur | produce that a safety valve act | operates and internal electrolyte solution is lost, the lifetime of a battery can be extended.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の密閉型アルカリ蓄電池1の外観を示した図である。It is the figure which showed the external appearance of the sealed alkaline storage battery 1 of this invention. 図1に示した密閉型アルカリ蓄電池の容器の断面図である。It is sectional drawing of the container of the sealed alkaline storage battery shown in FIG. 図2の安全弁4付近の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the safety valve 4 in FIG. 2. 安全弁の弁体の第1の変形例を示した図である。It is the figure which showed the 1st modification of the valve body of a safety valve. 安全弁の弁体の第2の変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 2nd modification of the valve body of a safety valve. 図5におけるVI−VI断面を示した図である。It is the figure which showed the VI-VI cross section in FIG. 本発明の密閉型アルカリ蓄電池の負極放電リザーブ量の変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change of the negative electrode discharge reserve amount of the sealed alkaline storage battery of this invention. ニッケル−水素二次電池の充電について説明するための図である。It is a figure for demonstrating charge of a nickel-hydrogen secondary battery. ニッケル−水素二次電池の正極規制方式を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the positive electrode control system of a nickel-hydrogen secondary battery. 負極に水素が吸蔵されて放電リザーブと充電リザーブのバランスが崩れた状態を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the state by which hydrogen was occluded by the negative electrode and the balance of discharge reserve and charge reserve was broken.

符号の説明Explanation of symbols

1 密閉型アルカリ蓄電池、2 金属ケース、4 安全弁、6 支持部材、8,8A,8B 弁体、100 ニッケル−水素二次電池、102 充電器、104 正極、106 負極、108 セパレータ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sealed alkaline storage battery, 2 Metal case, 4 Safety valve, 6 Support member, 8,8A, 8B Valve body, 100 Nickel-hydrogen secondary battery, 102 Charger, 104 Positive electrode, 106 Negative electrode, 108 Separator.

Claims (5)

正極と、
負極と、
前記正極および負極を収容する容器とを備え、
前記容器は、
金属製のケースと、
水素透過性素材を用いた弁体を有する安全弁とを含み、
前記弁体は、前記容器内部から外部に放出される水素の透過量が電極の酸化によって発生した分の水素ガスが透過するように調整されている、密閉型アルカリ蓄電池。
A positive electrode;
A negative electrode,
A container containing the positive electrode and the negative electrode,
The container is
A metal case,
Including a safety valve having a valve body using a hydrogen permeable material,
The valve body is a sealed alkaline storage battery in which the permeation amount of hydrogen released from the inside of the container to the outside is adjusted so that hydrogen gas generated by the oxidation of the electrode can permeate .
前記弁体は、水素透過性を有するゴム製である、請求項に記載の密閉型アルカリ蓄電池。 The sealed alkaline storage battery according to claim 1 , wherein the valve body is made of rubber having hydrogen permeability. 前記弁体は、少なくとも一部の厚みを他の部分よりも薄くした形状を有する、請求項に記載の密閉型アルカリ蓄電池。 2. The sealed alkaline storage battery according to claim 1 , wherein the valve body has a shape in which at least a part of the thickness is thinner than another part. 前記弁体は、表面積が増えるように表面に凹凸が設けられる、請求項に記載の密閉型アルカリ蓄電池。 The sealed alkaline storage battery according to claim 1 , wherein the valve body is provided with irregularities on a surface so as to increase a surface area. 前記密閉型アルカリ蓄電池は、ニッケル−水素二次電池である、請求項1〜のいずれか1項に記載の密閉型アルカリ蓄電池。 The sealed alkaline storage battery according to any one of claims 1 to 4 , wherein the sealed alkaline storage battery is a nickel-hydrogen secondary battery.
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